ЛЕКЦИЯ 3. Структура базовой информационной технологии
Структура базовой информационной технологии 1. 2. 3. 4. Концептуальный уровень базовой информационной технологии Логический уровень базовой информационной технологии Физический уровень базовой информационной технологии Процесс преобразования информации в данные
Базовой информационной технологией будем называть информационную технологию, ориентированную на определенную область применения. Любая информационная технология слагается из взаимосвязанных информационных процессов, каждый из которых содержит определенный набор процедур, реализуемых с помощью информационных операций. Как базовая информационная технология в целом, так и отдельные информационные процессы могут быть представлены тремя уровнями: концептуальным, логическим и физическим. Концептуальный уровень определяет содержательный аспект информационной технологии или процесса, логический отображается формализованным (модельным) описанием, а физический уровень раскрывает программно-аппаратную реализацию информационных процессов и технологии.
Концептуальный уровень. Информационный процесс – процесс преобразования информации. В результате выполнения этого процесса информация может изменить и содержание, и форму представления, причём, как в пространстве, так и во времени. Если провести структуризацию технологии, выделив такие крупные структуры, как процессы и процедуры, то концептуальная модель базовой информационной технологии может быть представлена схемой, показанной на рисунке 1.
Рис. 1. Концептуальная модель базовой информационной технологии
В левой части схемы даны блоки инф. процессов, в правой – блоки процедур. Блок в виде прямоугольника изображает процесс или процедуру, в которой преобладают ручные или традиционные операции. Овальная форма блока соответствует автоматическим операциям, производимым с помощью технических средств (ЭВМ и средств передачи данных). В верхней части схемы информационные процессы и процедуры осуществляют преобразование информации, имеющей ярко выраженное смысловое содержание (синтаксический аспект информации уходит на второй план). В этом случае говорят о преобразовании собственно информации. В нижней части схемы производится преобразование данных, т. е. информации, представленной в машинном виде. На этом уровне представления преобладает синтаксический аспект информации.
В процессе накопления данных важной процедурой является их актуализация. Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных к уже хранимым, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения, если данные устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.
Логический уровень базовой информационной технологии Логический уровень информационной технологии, представляется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы при технологических преобразованиях информации и данных. Формализованное (в виде моделей) представление информационной технологии позволяет связать параметры информационных процессов, а это означает возможность реализации управления информационными процессами и процедурами. На рисунке 2 приведена схема взаимосвязи моделей базовой информационной технологии.
В зависимости от области применения и назначения информационной технологии модели информационных процессов конкретизируются, а некоторые могут и отсутствовать. Например, в настоящее время из-за отсутствия на потребительском рынке информационных технологий относительно недорогих, надежных и простых в эксплуатации интеллектуальных систем, процесс представления знаний в структуре организуемой информационной технологии может отсутствовать. Если, к примеру, информационная технология проектируется на не объединенных в сеть АРМах, процесс обмена данными и соответственно его модели будут отсутствовать. Однако, наибольший эффект информационная технология дает тогда, когда в ее составе используется весь набор информационных процессов.
МПО Л А С Ф ОМУ Модель представления знаний МРЗ Модель организации информационных процессов Модель обработки данных Модель обмена данными Модель накопления данных ОВП М КСБ Пр. Д К ЛСБ ОД П ФСБ Модель управления данными. Рис. 2. Состав моделей базовой информационной технологии И
На основе модели предметной области (МПО), характеризующей объект управления, создается общая модель управления (ОМУ), а из нее вытекают модели решаемых задач (МРЗ). Так как решаемые задачи в информационной технологии имеют в своей основе различные информационные процессы, то на передний план выходит модель организации информационных процессов, призванная на логическом уровне увязать эти процессы при решении задач управления. При обработке данных формируются четыре основных информационных процесса: обработки, обмена, накопления и представления знаний.
Модель обработки данных включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения данных. Под организацией вычислительного процесса(ОВП) понимается управление использованием ресурсов компьютера (памяти, процессора, внешних устройств) при решении задач обработки данных. Эта процедура формализуется в виде алгоритмов и программ системного управления компьютером. Комплекс таких алгоритмов и программ получил название информационных систем. Они выступают в виде посредников между ресурсами компьютера и прикладными программами, организуя их работу.
Процедуры преобразования данных(Пр. Д) на логическом уровне представляют собой алгоритмы и программы обработки данных и их структур. Сюда включаются стандартные процедуры, такие, как сортировка, поиск, создание и преобразование статических и динамических структур данных, а так же нестандартные процедуры, обусловленные алгоритмами и программами преобразования данных, при решении конкретных информационных задач. Моделями процедур отображения данных (ОД) являются компьютерные программы преобразования данных, представленных машинными кодами, воспринимаемую человеком информацию, несущую в себе смысловое содержание. В современных ЭВМ данные могут быть отражены в виде текстовой информации, графиков, изображений, звука с использованием средств мультимедиа.
Модель обмена данными включает в себя формальное описание процедур, выполняемых в вычислительной сети: передачи (П), маршрутизации (М), коммутации (К). Именно эти процедуры и составляют информационный процесс обмена. Для качественной работы сети необходимы формальные соглашения между ее пользователями, что реализуется в виде протоколов сетевого обмена. В свою очередь передача данных основывается на моделях кодирования, модуляции, каналов связи.
Модель накопления данных формализует описание информационной базы, которая в компьютерном виде представляется базой данных. Процесс перехода от информационного (смыслового) уровня к физическому отличается трёхуровневой системой моделей представления информационной базы: концептуальной, логической и физической схемами. Концептуальная схема информационной базы (КСБ) описывает информационное содержание предметной области, т. е. какая и в каком объёме информация должна накапливаться при реализации информационной технологии. Логическая схема информационной базы (ЛСБ) должна формализовано описывать её структуру и взаимосвязь элементов технологии. При этом могут быть использованы следующие подходы: реляционный, иерархический и сетевой. Физическая схема информационной базы (ФСБ) описывает методы размещения данных и доступа к ним на машинных (физических) носителях информации.
Модель представления знаний В современных информационных технологиях формирование моделей предметной области и решаемых задач производится, в основном, человеком. Это связано с трудностями формализации этих процессов. Однако по мере развития теории и практики интеллектуальных систем становится возможным формализовать человеческие знания, на основе которых и формируются вышеуказанные модели. В настоящее время используются такие модели, как логические (Л), алгоритмические (А), семантические (С), фреймовые (Ф) и интегральные (И).
4. Физический уровень базовой информационной технологии Физический уровень информационной технологии представляет ее программно-аппаратную реализацию. При этом стремятся максимально использовать типовые технические средства и программное обеспечение, что существенно уменьшает затраты на создание и эксплуатацию ИТ. На физическом уровне ИТ рассматривается как система, причем большая система, в которой выделяется несколько крупных подсистем представленных на рисунке 3. Это - подсистемы, реализующие на физическом уровне информационные процессы: подсистема обработки данных, подсистема обмена данными, подсистема накопления данных, подсистема управления данными и подсистема представления знаний. С системой информационной технологии взаимодействуют пользователь и проектировщик системы.
Рис. 3. Состав и взаимосвязь подсистем базовой информационной технологии.
Подсистема обработки данных Для выполнения функций подсистемы отработки данных используются электронные вычислительные машины различных классов. В настоящее время при создании автоматизированных информационных технологий применяются три основных класса ЭВМ: на верхнем уровне -большие универсальные ЭВМ (по зарубежной классификации мэйнфреймы), способные накапливать и обрабатывать громадные объемы информации и используемые как главные ЭВМ;
на среднем – абонентские вычислительные машины (серверы); на нижнем уровне персональные компьютеры либо управляющие ЭВМ. Обработка данных, т. е. их преобразование и отображение, производится с помощью программ решения задач в той предметной области, для которой создана информационная технология.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 3 Структура базовой информационной технологии Структура
Л3_Структура базовой информТехн.PPT